JPH03145677A - 画像形成装置のトナー補給制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う電子写
真複写機等の画像形成装置について、その現像器へのト
ナー補給制御方法に関する。

〔発明の背景〕

電子写真複写機等の画像形成装置においては、回転する
像担持体（感光体ドラムともいう）周縁部にはコロナ帯
電器等の帯電手段、光像を投射して潜像を形成する露光
手段、ＬＥＤ等を用いて照射を行い画像枠を形成する除
電手段、潜像部分を現像してトナー像を形成する現像手
段、前記ｌ・す像を転写紙上に転写する転写手段、転写
残の像担持体上のトナーを除去するクリーニング手段等
が配設されている。

クリーニング手段としては感光体ドラムに摺接するクリ
ーニングブレード等か多く用いられ、像担持体に付着し
た残留トナーはクリーニング装置内に掻き落とすように
して回収される。回収したトナーは長期に使用するど次
第にその量を堆し、クリーニング装置内には内蔵しきれ
なくなるので、別にトナー回収ポンクスを設け、回収し
たトナをトナー回収ボックスに移送し、回収ボックスか
回収トナーによって充満するとこれを取り出し棄却する
ことがなされて来た。また］・トナのリサイクル手段を
設けて回収したｌ・ナーを前記の現像手段である現像器
に自動的に戻し、現像器内の現像剤とよく撹拌し、回収
した１ヘナーを再使用することがなされて来た。例えは
実公昭５５−１８８４３号明細書はトナーリサイクル装
置について開示されたものである。

また前記現像手段についてみると、２成分現像剤を用い
る現像器では現像容器内でギヤリアとトナーとは充分撹
拌されキャリアにトナーが静電的に付着した状態の現像
剤となり、現像スリーブの周面に層状に付着して像担持
体と対向した現像領域に搬送され、現像領域の現像剤は
像担持体上の潜像の現像を行い、潜像部分には１〜ナー
を静電的に付着して顕像（トナー像）としている。現像
によりトナーが消費され、現像剤中のトナー比率がある
範囲以下となるど良好なトナー像が得られなくなる。ト
ナー比率がある範囲以下になって良好なトナー像か得ら
れなくなったときはこれを検知して速やかに新しいＩ・
ナーを現像器内に補給する必要かある。例えは特公昭４
３−１６１９９号公報はこれに関する提案である。感光
体ドラム上の転写紙と接触しない箇所に基準濃度をもっ
た標準票板の静電潜像を形成し、之を現像し、得られた
トナー像の反射濃度を発光素子と受光素子とからなるセ
ンサによって検出し、このセンサーの出力信号によって
トナーを現像器に補給する制御手段を設けたものである
。このトナー補給制御はセンサーによって得られた標準
票板のトナー像の濃度かある設定値より低ければ、現像
器内のトナー比率が低下していると判断してホッパーか
ら新しいトナーを現像器に補給し、トナー像の濃度が充
分であれは新しいトナーを補給しないことで、現像器内
の現像剤のトナー比率をある範囲内に保持し、転写紙上
に記録される画像をあるレベルの濃度以上に保つように
したものである。

かかるトナー補給制御方法は、一般には画像部の先端位
置近傍に標準票板像を設けることによってなされてきた
。それには複写機等の原稿載置台のすく近くに基準濃度
をもった標準票板を貼り付けておいて、光学系が原稿面
を走査する際標準票板をも同時に走査して像担持体上に
標準票板の潜像を形成してきた。従って多くの場合、■
コピー毎に標準票板像を作成し、標準票板のトナー像の
濃？’Ｊｆ＜　全ｌコピー毎にチェンクしてトナー補給
の０Ｎ−ＯＦＦを決定することがなされてきた。

〔発明の目的〕

Ｉ・ナーリザイクル装置を備えた複写機では回収トナー
はリサイクルし再使用されることから、クリーニング部
での回収されるｌ・ナー量が多いことに関しては配慮す
る必要がなかった。従ってトナリサイクル装置を備えた
複写機は総てＩコピー毎に標準票板のトナー像を形成す
るよう構成されていた。１コピー毎に標準票板のトナー
像を形成するよう構成する方が、Ｎコピー毎に標準票板
のトナー像を形成するより制御その他が簡単となるから
である。

しかし、本発明者らか多くの実験を行ったところでは、
トナーリサイクル装置を備えた複写機では、リサイクル
トナーか占める比率が多くなってくるとトナーの単位質
量光たりの帯電量（Ｑ／Ｍ）か低くなる。Ｑ／Ｍが低く
なると標準票板にトナーか多く付着して現像剤中のトナ
ー比率か高いと判断されるので、新しいトナーの補給か
行われず現像器内のトナー比率か低下し、一般の複写機
と比較して濃度ムラ等、コピー画質にアレか生じ易く、
コピー画質がコピー間で不安定になる傾向か認められた
。

またトナーリ→ノイクル装置を備えない一般の複写機に
おいても、現像器内でのトナー比率か低下すると、画像
内での濃度ムラか生し易く、画像先端部（感光体ドラム
の回転上流部）より画像後端部（下流部）の濃度か低く
くなる傾向がある。どころか、前述のように標準架板は
一般に画像先端位置近傍に設けられているので、トナー
比率は高いという情報か得られ易く現像器内のＩ・ナー
比率か低下し、コピー画質の低下全招き、また現像剤の
劣化を促進するという問題点がある。

本発明者らは前記問題点は、トナーリザイクル装置を備
えた複写機及び一般の複写機においても、１ヘナー補給
制御方法の改善によってなされ、常に良好なコピー画像
を得ることを見いだしたもので、本発明は現像器内のｉ
・ナー比率を一定範囲に維持し特に現像器内の実際のト
ナー比率が低下することを防止し、画質濃度が常に一様
で、良好なコピ画質か安定して得られる画像形成装置の
１・す補給制御方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

」二記目的は、像担持体上に形成した基準濃度の標準架
板の潜像を現像したのち該標準架板の１・す像の濃度を
検出し、この検出情報を処理して前記現像手段へのｉ・
ナー補給を制御するとともに、定期的に複写間隔をおい
て前記現像手段への強制トナー補給を行うことを特徴と
する画像形成装置のトナー補給制御方法によって達成さ
れる。

〔実施例〕

（第１実施例） 第１図は本発明の適用される［・ナーリザイクル装置を
備えた複写機（画像形成装置）の構成を示したものであ
るか、本発明は、トナーリザイクル装置を備えない複写
機にも適用できることはいうまでもない。

図においてＩＯは矢示（時計）方向に回転する像部特休
（感光体ドラム）で、その周縁部には帯電器１１、除電
器」２、像露光部２０、現像器３０、転写器Ｊ３、分離
器１４、センサー４０、クリーニング部５０が設けられ
ている。

像露光部２０は原稿り。を載置するカラス板からなる原
稿載置台２１、原稿載置台２１の近傍にあって基準濃度
をもった標準架板２２と、原稿り。の走査部分を下側か
ら照射する照明ランプ２３、反射ミラ２４Ａ、２４Ｂ、
２４Ｇ、２４Ｄと結像レンズ２５がある。照明ランプ２
３と反射ミラー２４Ａは第１光学ユニット２６に、反射
ミラー２４Ｂ、２４Ｃは第２光学ユニツｉ・２７に取り
付けられていて、第１光学ユニット２６と第２光学ユニ
ツ）・２７とは矢示方向に２＝１の速度比で移動・走査
し、原稿り。の像は矢示方向に回転する感光体ドラムＩ
Ｏ上に結像する。像露光部２０は原稿り。像とともにそ
の先端近傍に設けた標準架板２２の像も同時に走査・結
像する。

回転する感光体ドラム■０は帯電器１１によって様に帯
電して除電器１２を通過する。除電器１２は制御部＋０
０によって制御され、画像部分の外側に当たる枠部分を
、前記の標準架板２２の像部を除いて、Ｌ　Ｅ　Ｄによ
る照射を行い除電する。

現像器３０内には２成分現像剤りかあって撹拌スクリュ
ー３３Ａ　、　３３Ｂによって撹拌されたのち、マグネ
ットローラ３２を内部に備えその外側にあって回転する
現像スリーブ３１外周に付着し、感光体ドラム１０に対
向した現像領域において現像を行う。即ち、画像部と標
準架板２２の潜像は現像されてトナー像となる。

転写紙Ｐは給紙ローラ１５によって１枚ずつ給紙され、
同期して作動する給紙ローラ１６によって転写器１３の
位置する転写部へと導かれる。転写部では感光体ｉ・ラ
ム１０上の画像部トナー像は転写紙Ｐ上に転写される。

画像部トナー像か転写された転写紙Ｐは分離器１４によ
って感光体ドラムｌＯより分離され、図示しない定着器
によって定着されて機外に排出される。

標準架板トナー像は発光素子４１と受光素子４２とより
なるセンサー４０によって反射濃度が読み取られる。こ
の検出情報は予め設定した設定値と比較され、トナー反
射濃度か高い（濃い）ときはそのまま、トナー反射濃度
が低い（薄い）ときは制御部１００はホッパー３４内の
トナー１゛を、］・ナー補給ローラ３５を回転すること
によって現像器３０内へと補給する（このトナー補給を
情報検出に基づくトナー補給という）。なお、３６はト
ナー掻き落とし板で、トナー補給ローラ３５とともに作
動し、ｊ・す凝固によるトナー落下不良を防止する。

濃度検知を終えた標準架板ｉ・ナー像と転写残の画像部
トナーを有して回転する感光体ドラム１０は、クリーニ
ング部５０に到達し、例えばクリーニングブレード５１
によって掻き落とされたトナーはトナー搬送スクリュー
５２によって一方向に集められたのち、内部に回転する
スクリュー５２等を有したトナー搬送パイプ５３内を移
動し、リサイクルトナは現像器３０内に搬送される。

本実施例にあっては上記情報検出に基づくトナー補給の
他に、ｎｏコピー終了する毎に制御部１００は１ヘナー
補給ローラ３５を一定回転角度回転して、ホッパー３４
内の１・す〜Ｔを一定量ずつ現像器３０に補給する（こ
のトナー補給を強制トナー補給という）。ここでｎ。は
複写機のトナーＴの平均消費量と１回毎の補給量等によ
って決められる回数である。

第２図は連続して行われるコピーザイクルの１例を示し
たもので、図中、黒矢印は強制トナー補給を、白矢印は
情報検出に基づくトナー補給を表し、強制トナー補給の
複写間隔ｎ。−１Ｏの場合を示している。即ち、前記コ
ピープロセス中、１０コピー毎に強制トナー補給か行わ
れ、さらに標準架板２２の反射濃度を読み取って濃度の
低い場合、情報検出に基づくトナー補給か行われる。

なおトナー補給がなされたとき、現像剤りの撹拌と之か
現像領域に達するまでの時間的な遅れを考慮して、次に
なされる標準架板２２のトナー像濃度の検知ど測定を禁
止するプログラムとすることも、さらにまたトナー補給
がなされたとき、次になされる標準架板２２の潜像を形
成しない（１回休む）プログラムとすることも可能であ
る。

また、」二記複写間隔１〕。は転写紙Ｐのサイズに２ よってトナー消費量が変化するのに対応するため次のよ
うに変更する。例えば、次のようである。

Ａ３　　Ｂ４　　の場合は　　ｎ　。−１０Ａ４．Ｂ５
　　の場合は　　ｎ　。＝　１２Ａ４Ｒ，Ｂ５Ｒの場合
は　ｎ。−１５ Ｂ６．ハガキ　の場合は　ｎ。−２０ さらにまた、上記複写間隔ｎ。は複写倍率によって変更
する。例えば、次のように変更する。

拡大及び等倍の場合は　ｎ。−１０ 等倍〜０．７１倍の場合は　ｎ。−１５０，７１倍以下
の倍は　　　ｎ、−２０以上のようにして、コピー中の
トナー消費量の大小に応じて強制トナー補給間隔ｎ。を
変更し、現像器中のトナーＴの比率を適正な値に維持し
て、特に実際のトナー比率の限界値以下に低下するのを
防止するようにし、常に良好なコピー画質を得ることか
できる。

（第２実施例） 本実施例は前記画像形成装置において、トナ補給のプロ
グラムを次のようにしたものである。

即ち、情報検出に基づくトナー補給がなく強制トナー補
給のみが設定回数であるＮ３回以上続いてなされた場合
は、強制トナー補給の複写間隔ｎ。

を順次ｎ１ザイクルずつ増やして行くようにしたもので
ある。第３図はｎ。−１０，Ｎ、−５，ｎ、−２とした
場合の例を示している。即ち、強制御・す補給のみか５
回なされたときは、強制トナー補給の複写間隔ｎ。を２
回ずつ増やして行き、情報検出に基づくトナー補給があ
ったときは直ちに複写間隔ｎ。を最初のｌＯに戻ず制御
方法である。

（第３実施例） 本実施例は前記画像形成装置において、トナー補給のプ
ログラムを次のようにしたものである。

即ち、ｎＯの複写間隔で強制］・ナー補給がなされ、こ
の複写間隔内に第２の設定回数であるＮ２回以上の情報
検出に基づくトナー補給かあった場合は、強制トナー補
給の複写間隔ｎ。をｎ、減らして行くものて、第４図は
ｎ　。−１２，Ｎ　＋−４、Ｎ　２＝　２　。

ｎ、＝　　１とした場合を示している。即ち、最初１２
回の複写間隔で強制トナー補給が行われ、この複写間隔
中に２回以」二の情報検出に基づくトナー補給があると
、次からの強制トナー補給の複写間隔ｎｏは１回減らし
て１１回とし、情報検出に基づくトナー補給かなく、強
制トナー補給のみか４回続いて行われると元の１２回に
戻すものである。

（第４実施例） 本実施例は、前記画像形成装置において、１・す補給の
プログラムを次のようにしたものである。

強制御・す−補給の複写間隔ｎ。を順次０１回ずつ増や
して行き、もし、情報検出に基つ＜　トナー補給かＮ２
回続いてなされるど、強制トナー補給の複写間隔ｎ。は
元の回数に戻り順次０１回ずつ増えて行くようにするも
のである。第５図はｎ。−１Ｏｎ　＋　＝　２　＋　Ｎ
　２　＝　２とした場合を示す図である。即ち、強制ト
ナー補給の複写間隔ｎ。を１．０，１２．１４・・・ど
増やして行き、その間に情報検出に基づくトナ補給が２
回行われたときは、そののちの強制トナー補給の複写間
隔ｎ。は１０に戻り、また１２．１４・・・と順次２回
ずつ増えて行くようにした制御方法である。

この方法によれば通常の連続コピーは勿論、１ヘナーＴ
の消費量の少ない原稿や小サイズの転写紙Ｐを使用して
連続コピーする場合でも、極端なトナー比率の増加及び
減少を防止することができる。

（第５実施例） 本実施例は前記画像形成装置において、］・す補給のプ
ログラムを次のようにしたものである。

即ち、情報検出に基づくトナー補給が全然行われず、強
制トナー補給のみＮ１回なされたのちは強制トナー補給
をＮ３回休止するようにしたものである。ここで、ｎｏ
＝ＩＯ，＋１１１．＝！５．　Ｎ５＝２とした例を第６
図に示しである。このようにして、トナー消費量の少な
い原稿り。や小サイズの転写紙Ｐを用いたコピーが連続
してなされた場合、過剰にトナーＴか補給されるのを防
止することができる。

（第６実施例） 本実施例は前記画像形成装置において、ｌ−す補給のプ
ログラムを次のようにしたものである。

即ち、強制トナー補給の複写間隔をｎ。とじ、こ６ の間に情報検出に基づくトナー補給がＮ２が３回以」１
行われた場合は、強制］・ナー補給の複写間隔ｎｏを０
１回減らしてコピーを続け、その後強制トナー補給の間
に情報検出に基づくトナー補給が１回も行われないとき
は強制トナー補給の複写間隔ｎｏを元に戻す制御方法で
ある。いま、ｎ　ｏ＝　ｌ。

ｎ　＋＝　　５　、　Ｎ２＝　３とした場合を示すと第
７図のようになる。

以上示した各実施例は互いに組み合わせて使用すること
により、現像器内のトナー比率のバラツキをより狭い範
囲に制限することが可能である。

また、前記各実施例の制御部１００は不揮発性のメモリ
１１０を有していて、強制又は情報検出に基づくトナー
補給の回数前歴と、最後のトナー補給からのコピー回数
は、前記メモリ１１０に把憶されており、コピー動作終
了時又は電源ＯＦＦ時でも前歴の記憶データは保持され
ている。従って、次のコピーを開始したときは、あたか
も先のコピか継続されているようなコピー状態となる。

例えば、第５図に示すようにＳ　Ａ時点でコピ動作終了
又は電源ＯＦＦしたときは、情報検出に基づくトナー補
給の前歴（２回）と最後のトナ補給からのコピー回数（
３回）を記憶している。

従って、再びコピーか開始されると第５図（１））に示
すように、７回コピー後に強制トナー補給が行われ、次
の強制トナー補給の複写間隔ｎ。は２回ずつ増えて行く
ようになる。

以上説明したようにコピーが停止する時点での状態をメ
モリしておいて、再びコピーを開始するときあたかも継
続しているのと同し状態で之を行うようにするもので、
現像剤中のトナー比率を適正値に安定して維持し、常に
良好な画像を得るのに有効である。

〔発明の効果〕

本発明の強制トナー補給を定期的に行うようにした画像
形成装置のトナー補給制御方法によるときは、トナーリ
サイクル手段の有無に拘わらす画像形成装置の現像器内
のトナー比率を、適正な値に維持することかできるので
、特に現像器内の実際のトナー比率の低下を防止するこ
ととなり、コビー画質が長期に互って安定して維持され
ることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用される画像形成装置の構成図。 第２図〜第７図はコピー中での強制トナー補給と、検出
情報に基づくトナー補給を行うタイミングを示す説明図
である。 ｌＯ・・・像担持体（感光体ドラム） １１・・・帯電器　　　　　　　１２・・・除電器２０
・・・像露光部　　　　　　２１・・・原稿載置台２２
・・標準架板　　　　　　３０・・現像器３１・・現像
スリーブ　　　　３４・・ホッパ３５・・・トナー補給
ローラ ３６・・・トナー掻き落とし板 ４０・・・センサー　　　　　　４１・・・発光素子４
２・・・受光素子　　　　　　５０・・・クリーニング
部１００・・・制御部　　　　　　　１１０・・・メモ
リｎｏ・・・複写間隔　　　　　　Ｎ１・・・設定回数
Ｎ２・・・第２の設定回数 ９ 第

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上に形成した基準濃度の標準票板の潜像
   を現像したのち該標準票板のトナー像の濃度を検出し、
   この検出情報を処理して前記現像手段へのトナー補給を
   制御するとともに、定期的に複写間隔をおいて前記現像
   手段への強制トナー補給を行うことを特徴とする画像形
   成装置のトナー補給制御方法。
2. （２）前記検出情報に基づくトナー補給が行われない形
   で前記強制トナー補給がある設定回数なされたときは、
   該強制トナー補給のなされる間隔を増やして行くことを
   特徴とする請求項１記載の画像形成装置のトナー補給制
   御方法。
3. （３）前記強制トナー補給の補給間隔内に第２の設定回
   数の前記検出情報に基づくトナー補給があった場合は、
   前記強制トナー補給のなされる間隔を減らして行くこと
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置のトナー補給
   制御方法。
4. （４）コピーがなされる転写紙サイズによって、前記強
   制トナー補給のなされる間隔を変えることを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置のトナー補給制御方法。
5. （５）コピーがなされる複写倍率によって、前記強制ト
   ナー補給のなされる間隔を変えることを特徴とする請求
   項１記載の画像形成装置のトナー補給制御方法。
6. （６）前記強制トナー補給の前歴が装置の動作終了時又
   は電源ＯＦＦ時でも保持されていることを特徴とする請
   求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置のトナー
   補給制御方法。